Estudo de Fluidos de Corte Microemulsionados

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Monografia de Graduação 
 
 
 
 
 
OBTENÇÃO E ESTUDO DAS PROPRIEDADES 
DE NOVAS FORMULAÇÕES DE FLUIDOS DE 
CORTE MICROEMULSIONADOS 
 
 
 
 
 
 
 
Ana Paula Justino Soares 
 
 
 
 
 
 
 
 
Natal, fevereiro de 2010 
 
Ana Paula Justino SoaresAna Paula Justino SoaresAna Paula Justino SoaresAna Paula Justino Soares 
 
 
 
 
 
 
OBTENÇÃO E ESTUDO DAS PROPRIEDADES DE NOVAS 
FORMULAÇÕES DE FLUIDOS DE CORTE 
MICROEMULSIONADOS. 
 
 
 
 
 
Monografia apresentada ao Programa de Recursos Humanos 
PRH 14 – ANP, Departamento de Engenharia Química da 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Área de 
Concentração em Química. 
Orientadora: Profª. Dra. Tereza Neuma de Castro Dantas 
Co-orientador: Prof. Dr. Afonso Avelino Dantas Neto 
Colaboradora: Cláudia Alves de Souza Muniz 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Natal – RN 
2010 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Não basta ensinar ao homem uma especialidade. Porque se tornará assim uma 
máquina utilizável, mas não uma personalidade. É necessário que adquira um 
sentimento, um senso prático daquilo que vale a pena ser empreendido, daquilo que é 
belo e do que é moralmente correto”. 
Albert Einstein. 
 
 
DEDICATÓRIA 
 
Esta monografia é dedicada:Esta monografia é dedicada:Esta monografia é dedicada:Esta monografia é dedicada: 
 
A DeusDeusDeusDeus por ter me ajudado em todos os momentos, 
me dando proteção, força e sabedoria para superar 
todas as dificuldades, que se apresentaram durante 
esta caminhada. 
 
Aos meus pais Elizabeth Cristina J. Soares Elizabeth Cristina J. Soares Elizabeth Cristina J. Soares Elizabeth Cristina J. Soares e 
Francisco Costa Francisco Costa Francisco Costa Francisco Costa SoaresSoaresSoaresSoares, que estão sempre do meu 
lado em todos os momentos da minha vida, pelo 
amor, educação, apoio e confiança que em mim 
depositaram. 
 
A minhas irmãs Elaine Elaine Elaine Elaine e MárciaMárciaMárciaMárcia, meu irmão 
Dagoberto Dagoberto Dagoberto Dagoberto e sua esposa KêniaKêniaKêniaKênia, pelo carinho e apoio 
em todos os momentos dessa caminhada. E aos meus 
sobrinhos Ianne, Daniel, Késia, Cauã Ianne, Daniel, Késia, Cauã Ianne, Daniel, Késia, Cauã Ianne, Daniel, Késia, Cauã e LucasLucasLucasLucas, pela 
alegria que proporcionam a minha vida. 
 
A meu amado namorado DavidDavidDavidDavid, que com muito 
carinho, compreensão e paciência, ajudou-me e 
incentivou-me a concluir esse trabalho. 
 
As minhas amigas, Cláudia, Ítalla, Jéssica, Erileide, , Cláudia, Ítalla, Jéssica, Erileide, , Cláudia, Ítalla, Jéssica, Erileide, , Cláudia, Ítalla, Jéssica, Erileide, 
Ellen, Cássia e Gil, Ellen, Cássia e Gil, Ellen, Cássia e Gil, Ellen, Cássia e Gil, pela amizade e companheirismo. 
 
As minhas amigas Joianne, Kailla e JailmaJoianne, Kailla e JailmaJoianne, Kailla e JailmaJoianne, Kailla e Jailma, pela 
amizade. Vocês foram minha segunda família. 
 
AGRADECIMENTOS 
 
A Deus, por ter me proporcionado a oportunidade de realizar esta monografia e 
conclui-la. 
Ao Professor Doutor Afonso Avelino Dantas Neto, o meu agradecimento pela 
amizade e orientação no desenvolvimento desse trabalho. 
A Professora Doutora Tereza Neuma de Castro Dantas, pela orientação e 
dedicação no desenvolvimento desse trabalho, e pelas diversas oportunidades que me 
proporcionou de crescimento individual e profissional. 
A Doutora Cláudia Alves de Sousa Muniz, pelo apoio no desenvolvimento 
deste trabalho, assim como na minha formação acadêmica, pela sua amizade e 
conhecimentos compartilhados durante os quatro anos de nobre convivência. 
Aos alunos de iniciação científica Hudson e Renata pela ajuda na parte 
experimental. 
Aos colegas e amigos do Laboratório de Tecnologia de Tensoativos pelo apoio e 
troca de conhecimentos. 
Aos meus amigos de graduação: Aécio, Ferré, Gilmar, Ítalla, Jairton, Rafael e 
Thomás por me ajudarem a atravessar a dificuldades encontradas durante o curso. 
A Agência Nacional de Petróleo – ANP, em especial ao PRH-14, pelo apoio 
financeiro e por incentivar os estudos na área de petróleo e gás. 
A MIRACEMA – Nuodex Indústria Química Ltda pelo fornecimento dos 
aditivos para a realização deste trabalho. 
 A LUBNOR – Lubrificantes e Derivados de Petróleo do Nordeste, Brazil pelo 
fornecimento do óleo. 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 2 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .............................................................................. 5 
2.1. Fluidos de Corte ................................................................................................. 5 
2.1.1. Definição .................................................................................................... 5 
2.1.2. Classificação dos fluidos de corte .............................................................. 5 
2.1.3. Base dos fluidos de corte ............................................................................ 6 
2.1.4. Funções dos fluidos de corte ...................................................................... 7 
2.1.5. Propriedades dos fluidos de corte ............................................................... 7 
2.1.6. Aditivos utilizados em fluidos de corte ...................................................... 9 
2.2. Tensoativos ...................................................................................................... 10 
2.2.1. Definição .................................................................................................. 10 
2.2.2. Classificação dos tensoativos ................................................................... 11 
2.2.3. Propriedades dos tensoativos .................................................................... 12 
2.2.3.1. Formação de micelas .................................................................................... 12 
2.2.3.2. Concentração Micelar Crítica....................................................................... 12 
2.3. Microemulsão .................................................................................................. 13 
2.3.1. Definição .................................................................................................. 13 
2.3.2. Estrutura das microemulsões .................................................................... 13 
2.3.3. Sistemas de Winsor .................................................................................. 14 
2.3.4. Diagramas de representação das fases das microemulsões ...................... 15 
2.3.5. Parâmetros que influenciam no comportamento das regiões de 
microemulsão ......................................................................................................... 16 
2.3.5.1. Temperatura ................................................................................................. 16 
2.3.5.2. Salinidade ..................................................................................................... 16 
2.3.5.3. Natureza do óleo........................................................................................... 16 
3. METODOLOGIA ................................................................................................. 18 
3.1. Materiais e métodos ......................................................................................... 18 
3.2. Aditivos utilizados ........................................................................................... 19 
3.3. Determinação das regiões de microemulsão .................................................... 20 
3.4. Procedimento para escolha dos pontos nas regiões de microemulsão para 
posterior analise físico-química .................................................................................. 21 
3.5. Caracterização físico-química .......................................................................... 223.5.1. Corrosão (ASTM D130) ........................................................................... 22 
 
3.5.2. Densidade ................................................................................................. 23 
3.5.3. Índice de acidez total ................................................................................ 24 
3.5.4. Viscosidade ............................................................................................... 25 
3.5.5. Estabilidade Acelerada ............................................................................. 25 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................... 27 
4.1. Determinação das regiões de microemulsão .................................................... 27 
4.2. Escolha dos pontos para caracterização físico-química ................................... 29 
4.3. Caracterização físico-química das microemulsões .......................................... 30 
4.3.1. Corrosão ................................................................................................... 30 
4.3.2. Densidade ................................................................................................. 31 
4.3.3. Índice de acidez ........................................................................................ 32 
4.3.4. Viscosidade ............................................................................................... 33 
4.3.5. Estabilidade Acelerada ............................................................................. 38 
5. CONCLUSÕES ..................................................................................................... 41 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................... 43 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 1 
 
Lista de Figuras 
 
Figura 1 - Representação esquemática de uma molécula tensoativa. ............................. 10 
Figura 2 - Classificação dos tensoativos segundo a estrutura química. (a) 
monocatenário, (b) bicatenário, (c) tricatenário, (d) gemiado, (e) bolaformes com 
cadeias simples e duplas e (f) assimétrico. ..................................................................... 11 
Figura 3 - Representação de microemulsões (O/A, A/O e bicontinuas) ....................... 13 
Figura 4 - Representação da classificação de Winsor em diagramas pseudoternários ... 14 
Figura 5 - Diagrama ternário (a) e diagrama quaternário (b) representando sistemas 
microemulsionados. ........................................................................................................ 15 
Figura 6 - Diagrama da região de microemulsão ........................................................... 21 
Figura 7 - Lâminas do conjunto padrão ASTM D130. ................................................... 22 
Figura 8 - Princípio de medição do equipamento de sedimentação. .............................. 25 
Figura 9 - Representação do Diagrama 1. ...................................................................... 27 
Figura 10 - Representação do Diagrama 2. .................................................................... 28 
Figura 11 - Viscosidade da microemulsão (ME1). ......................................................... 33 
Figura 12 - Viscosidade da microemulsão (ME2). ......................................................... 33 
Figura 13 - Viscosidade da microemulsão (ME3). ......................................................... 34 
Figura 14 - Viscosidade da microemulsão (ME4). ......................................................... 34 
Figura 15 - Viscosidade da microemulsão (ME5). ......................................................... 34 
Figura 16 - Viscosidade da microemulsão (ME6). ......................................................... 35 
Figura 17 - Viscosidade da microemulsão (ME2). ......................................................... 35 
Figura 18 - Viscosidade da microemulsão (ME3). ......................................................... 36 
Figura 19 - Viscosidade da microemulsão (ME4). ......................................................... 36 
Figura 20 - Viscosidade da microemulsão (ME5). ......................................................... 36 
Figura 21 - Viscosidade da microemulsão (ME6). ......................................................... 37 
Figura 22 – Curvas de porcentagem de transmissão em função da posição das 
microemulsões do diagrama 1. ....................................................................................... 38 
Figura 23 - Curvas de porcentagem de transmissão em função da posição das 
microemulsões do diagrama 2. ....................................................................................... 39 
 
 
 
 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 2 
 
Lista de Tabelas 
 
Tabela 1 - Características dos óleos parafínicos e naftênicos. ......................................... 6 
Tabela 2 - Classificação de Winsor para sistemas microemulsiondos. .......................... 14 
Tabela 3 - Reagentes e solventes utilizados ................................................................... 18 
Tabela 4 - Caracterização físico-química do óleo mineral naftênico (NH20). ............... 19 
Tabela 5 - Classificação de lâminas de cobre quanto aos padrões de corrosão (ASTM 
D130). ............................................................................................................................. 23 
Tabela 6 - Valores do grau de corrosão das microemulsões do Diagrama 1.................. 30 
Tabela 7 - Valores do grau de corrosão das microemulsões do Diagrama 2.................. 31 
Tabela 8 – Resultados da densidade das microemulsões do Diagrama 1. ...................... 31 
Tabela 9 - Resultados da densidade das microemulsões do Diagrama 2. ...................... 31 
Tabela 10 - Valores índice de acidez das microemulsões do Diagrama 1. .................... 32 
Tabela 11 - Valores da viscosidade das microemulsões do Diagrama 1. ....................... 35 
Tabela 12 - Valores da viscosidade das microemulsões do Diagrama 2. ....................... 37 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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SOARES, Ana Paula Justino – Obtenção e Estudo das Propriedades de Novas 
Formulações de Fluidos de Corte Microemulsionados. Monografia, UFRN, Programa 
de Recursos Humanos PRH 14 – ANP, Departamento de Engenharia Química, Área de 
Concentração em Química. Linha de Pesquisa: Tecnologia de Tensoativos e Processos 
de Separação, Natal – RN, Brasil. 
 
Orientadora: Profª. Dra. Tereza Neuma de Castro Dantas 
Co-orientador: Prof. Dr. Afonso Avelino Dantas Neto 
Colaboradora: Cláudia Alves de Souza Muniz 
RESUMO: Fluidos de corte são lubrificantes usados nas indústrias metal-mecânica que 
possuem composições complexas, contendo agentes químicos que variam de acordo 
com o tipo de operação a ser realizada e os metais a serem trabalhados. A Região 
Nordeste é considerada uma das maiores produtoras de óleos básicos para lubrificantes, 
destacando-se os óleos naftênicos. São óleos básicos minerais, que se tornam 
emulsionáveis pela adição de agentes emulsificantes, os quais são adicionados à água 
para formar emulsões do tipo óleo em água. Os fluidos de corte são utilizados nas 
indústrias metal-mecânica na forma de emulsões o que leva a problemas de estabilidade, 
pois estas são consideradas como sistemas termodinamicamente instáveis. As 
microemulsões são finas dispersões, cujas principais características estão relacionadas 
com a baixa tensão interfacial, alto poder de solubilização de substâncias tanto aquosas 
como oleosas e grande estabilidade. Este trabalho propõe a preparação de fluidos de 
corte microemulsionados, utilizando como faseoleosa o óleo naftênico, visando um 
melhor aproveitamento desse óleo produzido na região, bem como a diminuição dos 
aditivos utilizados na formulação. A primeira etapa do estudo envolveu a determinação 
das melhores regiões de microemulsão através da variação na razão 
cotensoativo/tensoativo, bem como a utilização do tensoativo sozinho e a substituição 
da fase aquosa (água) por uma solução contendo os aditivos. Tendo definidas as 
melhores regiões de microemulsão, foram escolhidos pontos dentro dessas regiões. Na 
segunda etapa do estudo foram realizadas a analise de algumas propriedades físico-
químicas tais como: densidade, estabilidade acelerada, índice de acidez, grau de 
corrosão, viscosidade e tamanho de partícula. Os resultados da caracterização físico-
química foram satisfatórios e apresentam-se dentro dos padrões exigidos para fluidos de 
corte comerciais. 
Palavras - Chaves: - Fluidos de Corte, Óleo Naftênico, Microemulsão, Tensoativos e 
Propriedades Físico-Químicas. 
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ABSTRACT 
Cutting fluids are lubricants used in metal-mechanical industries that have complex 
compositions, containing chemicals that vary with the type of operation being 
performed and the metals to be worked. The Northeast is considered one of the largest 
producers of basic oils for lubricants, especially naphthenic oils. Are basic mineral oils, 
which become emulsion by adding emulsifying agents, which are added to water to 
form emulsions of the type oil in water (O/A). The use of such naphthenic oils to obtain 
new formulations of cutting oils is an advantage due to the formulation of these types of 
lubricants are not necessarily required paraffinic base oils. The cutting fluids used in 
metal-mechanical industries in the form of emulsions which leads to problems of 
stability, since these systems are considered thermodynamically unstable. The 
microemulsions are fine dispersions, whose main characteristics are related to the low 
interfacial tension, high solubilization power of both aqueous and oily substances and 
great stability. This work proposes the development of cutting fluids 
microemulsionados, using oil as the oily phase hydrocarbons, to a better use of the oil 
produced in the region and the decrease of the additives used in the formulation. The 
first stage of the study involved determining the best regions of microemulsion through 
the variation in the ratio cosurfactant / surfactant, and the use of surfactant alone and the 
replacement of the aqueous phase (water) with a solution containing the additives. 
Having defined the best of microemulsion regions was chosen points within these 
regions. In the second stage of the study were the analysis of some physic-chemical 
properties such as conductivity, density, accelerated stability, acidity index, degree of 
corrosion, viscosity, particle and size The results of physical-chemical obtained with 
microemulsions prepared from the new cutting fluids have been satisfactory and within 
the standards required for commercial cutting fluids. 
Key-Words: 
- Cutting Fluids, Naphthenic Oil, Microemulsion, Surfactant and Physical and 
Chemical Properties. 
 
 
 
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CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
Fluidos de corte são lubrificantes usados nas indústrias metal-mecânica que 
possuem composições complexas, contendo agentes químicos que variam de acordo 
com o tipo de operação a ser realizada e os metais a serem trabalhados. 
Os óleos lubrificantes são largamente utilizados como resfriadores, como 
lubrificantes para melhorar o acabamento das superfícies metálicas, reduzir o desgaste 
de ferramentas e protegê-las contra a corrosão, sendo ainda utilizados como fluidos de 
corte biestáveis, os quais apresentam grandes vantagens em relação ao equilíbrio 
ambiental e a saúde dos operadores que manipulam os equipamentos. 
 Na usinagem, seja em velocidade de corte convencional ou em alta velocidade, 
o uso de fluido de corte é uma opção, e quando ele é escolhido e aplicado 
apropriadamente, traz benefícios. A escolha apropriada de um fluido de corte deve 
recair naquele que possui formulação química e propriedades corretas, para atacar as 
adversidades de um processo de corte específico. Deve ser aplicado usando um método 
que permita que ele chegue o mais próximo possível da aresta de corte, dentro da 
interface cavaco-ferramenta, para que ele possa exercer suas funções adequadamente. 
Em se tratando de sistemas industriais, qualquer tentativa de aumentar a produtividade 
e/ou reduzir custos deve ser considerada. 
O primeiro fluido utilizado como fluido de corte foi a água, porém atualmente as 
formulações de fluidos de corte são mais completas, no qual faz-se necessário também à 
utilização de substâncias que não agridam a saúde das pessoas que os manipulam bem 
como o meio ambiente onde o mesmo é descartado. Com isso os fluidos de corte atuais 
apresentam melhores propriedades refrigerantes, melhores propriedades lubrificantes, 
menos perigo ao operador e duram consideravelmente mais, com menos problemas de 
armazenagem do que os fluidos de corte de gerações passadas. 
Apesar dos fabricantes de máquinas especificarem os lubrificantes para o uso na 
manutenção de seus equipamentos, isso não significa a supressão dos problemas quanto 
a uma vida útil maior do equipamento em produção forçada. Há necessidade de 
períodos de lubrificação e parada das máquinas. 
Os óleos básicos naftênicos produzidos na região nordeste não têm sido muito 
utilizados de acordo com a sua produção. 
A indústria metal-mecânica na região é forte, o que garante um mercado 
significativo de óleos de engrenagens, de corte e de compressores. A utilização desses 
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Ana Paula J. Soares 3 
 
óleos naftênicos na obtenção de novas formulações de óleos de corte é uma vantagem 
devido ao fato de que na formulação destes tipos de lubrificantes não são exigidos 
necessariamente óleos de base parafínica. 
A Região Nordeste é considerada uma das maiores produtoras de óleos básicos 
para lubrificantes, destacando-se os óleos naftênicos. São óleos básicos minerais, que se 
tornam emulsionáveis pela adição de agentes emulsificantes, os quais são adicionados à 
água para formar emulsões do tipo óleo em água (O/A) (Muniz, 2008). A composição 
dos fluidos de corte contém outros aditivos, como: anticorrosivos, biocidas e 
antiespumantes. 
Os fluidos de corte são utilizados nas indústrias metal-mecânica na forma de 
emulsões o que leva a problemas de estabilidade, pois estas são consideradas como 
sistemas termodinamicamente instáveis. 
Microemulsões se formam a partir de uma aparente solubilização espontânea de 
dois líquidos imiscíveis (água, óleo) na presença de um tensoativo e, se necessário, um 
cotensoativo, sendo caracteristicamente sistemas dispersos (microgotículas dispersas), 
monofásicos, termodinamicamente estáveis, transparentes ou translúcidos, com 
baixíssima tensão interfacial e com capacidade de combinar grandes quantidades de 
dois líquidos imiscíveis em uma única fase homogênea. 
As microemulsões diferem das emulsões devido o seu aspecto transparente e 
pelo fato de possuírem grande estabilidade termodinâmica. Baseado neste contexto, este 
trabalho propõe a preparação de fluidos de corte microemulsionados, utilizando como 
fase oleosa o óleo naftênico, visando um melhor aproveitamento desse óleo produzido 
na região, bem como a diminuição dos aditivos utilizados na formulação. E a 
caracterização dessas microemulsões pelo estudo de algumas propriedades físico-
químicas. 
Esta monografia divide-se em cincocapítulos. No Capítulo 1 mostrou-se uma 
introdução geral. No Capítulo 2 apresenta-se uma revisão bibliográfica sobre fluidos de 
corte, tensoativos e suas propriedades e microemulsões. O Capítulo 3 contempla as 
metodologias empregadas durante a realização deste trabalho. Os resultados e 
discussões são apresentados no Capítulo 4, seguido das conclusões no capítulo 5. 
 
 
 
 
 
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CAPÍTULO 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
2.1. Fluidos de Corte 
 
2.1.1. Definição 
 
Os fluidos de corte podem ser definidos como qualquer fluido usado para corte 
ou usinagem de metais. São composições muito complexas que variam de acordo com a 
operação na qual o mesmo será empregado e com os metais que serão utilizados (Runge 
e Duarte, 1990). 
 
2.1.2. Classificação dos fluidos de corte 
 
O primeiro fluido de corte utilizado como refrigerante com o intuito de controlar 
o aquecimento na região de corte foi à água que ainda é utilizada até hoje em operações 
de pouca precisão. Entretanto a água apresenta algumas desvantagens como a de 
manchar as peças em operação e provocar ferrugem em peças de origem ferrosa. 
Os fluidos de corte são formulados a partir de dois fluidos básicos diferentes: a 
água e o óleo, podendo ser divididos em dois tipos: os aquosos e os oleosos. Existem 
ainda os fluidos que são formulados da mistura O/A que são as emulsões (Runge e 
Duarte, 1990). 
 
• Tipos aquosos: são fluidos de corte formulados a partir da água. Estes fluidos 
conservam a característica da água de ser um líquido refrigerante e são chamados 
de soluções químicas. Estes fluidos oferecem uma boa proteção anticorrosiva e boa 
refrigeração. 
 
• Emulsões: são fluidos formulados, tendo como base a água e o óleo, que são 
chamados óleos solúveis. 
 
• Óleos de corte puros: são fluidos de corte que não apresentam misturas com a 
água. Podem ser chamados também de Óleos Integrais. São encontrados numa 
variedade muito grande em relação a sua viscosidade e níveis de aditivação. Os 
óleos de corte puros podem ser subdivididos, de acordo com sua formulação. Em 
inativos e ativos, conforme sua aplicação. Dentre os inativos têm-se os óleos 
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Ana Paula J. Soares 6 
 
minerais, óleos graxos e os óleos compostos, já na classe dos ativos encontram-se 
os óleos minerais sulfurados, óleo minerais sulfurados fluidos semi-sintéticos e 
fluidos sintéticos. 
 
2.1.3. Base dos fluidos de corte 
 
Os óleos minerais são obtidos a partir da destilação do petróleo. Suas 
propriedades dependem da natureza do óleo cru, cuja composição, muito variada, é 
formada por grande número de hidrocarbonetos, pertencentes a duas classes (Santos et 
al., 2003). 
 
• Base Parafínica: derivam do refinamento do petróleo cru parafínico de alto teor de 
parafinas, que resultam em excelentes fluidos lubrificantes. 
 
• Base Naftênica: derivam do refinamento do petróleo cru naftênico. Esses óleos são 
usados como básicos para fluidos de corte. 
 
Esses dois tipos de óleos apresentam propriedades peculiares que os indicam 
para umas aplicações, contra-indicando-os para outras, indicando que por ser parafínico 
ou naftênico ele poderá ser mais ou menos indicado para determinado fim. 
A Tabela 1 mostra as principais divergências nas características normais dos 
óleos parafínicos e naftênicos (Carreteiro, 1998 apud Muniz, 2005). 
 
Tabela 1 - Características dos óleos parafínicos e naftênicos. 
Características Parafínicos Naftênicos 
Ponto de fluidez Alto Baixo 
Índice de viscosidade Alto Baixo 
Resistência à oxidação Grande Pequena 
Oleosidade Pequena Grande 
Resíduo de carbono Grande Pequeno 
Emulsificante Pequena Grande 
 
 
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Ana Paula J. Soares 7 
 
2.1.4. Funções dos fluidos de corte 
 
Dentre as diversas funções do fluido de corte, as primárias e mais importantes 
são: 
• Refrigerar a ferramenta e a peça; 
• Lubrificar as partes em contato (ação anti-solda); 
• Reduzir os esforços de corte; 
• Reduzir o desgaste da ferramenta. 
 
Como função secundária: 
• Remover os cavacos pela ação de lavagem; 
• Melhorar o acabamento da superfície usinada; 
• Proteger de corrosão a peça; 
• Lubrificar guias e corrediças. 
 
2.1.5. Propriedades dos fluidos de corte 
 
Dentre as propriedades mais importantes que um fluido de corte deve apresentar 
para um bom desempenho na aplicação estão: 
 
• Calor Específico: essa propriedade varia significativamente com a temperatura, e 
mostra aumentos significativos, relacionados à maior polaridade da molécula e/ou a 
ligação de hidrogênio presente. 
 
• Condutividade Térmica: varia, assim como o calor específico, linearmente com a 
temperatura. 
 
• Propriedade anticorrosiva: são propriedades necessárias para proteger a peça, a 
ferramenta e os componentes da máquina operatriz contra a corrosão. 
 
• Propriedades antiespumantes: são necessárias num fluido de corte para evitar a 
formação de espuma persistente que possa vir a dificultar a visão do operador ou 
influir de forma negativa sobre a propriedade de refrigeração por meio de bolhas de 
ar na área de corte, pouca transferência de calor no reservatório, entre outros. 
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Ana Paula J. Soares 8 
 
 
• Propriedades antioxidantes: essa propriedade evita que o fluido de corte se oxide 
prematuramente sob a ação de altas temperaturas nas operações e da forte aeração a 
que a peça, a máquina e a ferramenta são expostas. 
 
• Compatibilidade com o meio ambiente: a compatibilidade do fluido com o meio 
ambiente deve ser analisada em relação à saúde humana, pois os operadores das 
máquinas são expostos por contato direto e por longo período de tempo a aspiração 
da névoa e/ou vapores formados durante a operação dos componentes da máquina. 
A máquina operatriz é composta de uma grande variedade de materiais, e esses 
devem ser compatíveis com o fluido e não podem agredir ao meio ambiente. 
 
• Absorção de calor: uma alta capacidade de absorção de calor é influenciada pela 
viscosidade do fluido, pelo calor especifico, pela condutividade térmica e em casos 
de fluidos aquosos, pelo calor latente de vaporização, o que influencia diretamente 
na propriedade de refrigeração do fluido. 
 
• Propriedade de lavagem e decantação de cavacos e impurezas: os cavacos 
devem ser removidos o mais rápido e eficientemente possível, da área de corte, para 
evitar a quebra de ferramentas e danos as peças. 
 
• Umectação: uma capacidade de umectação alta faz com que a superfície da peça, o 
cavaco e as ferramentas sejam molhados rapidamente pelo fluido e influi 
diretamente sobre a capacidade de refrigeração do mesmo. 
 
• Antidesgaste: essa propriedade reforça a propriedade de lubrificação do óleo 
mineral e é proporcionada pela graxa, aditivos, entre outros componentes. 
 
• Antisolda ou EP: essas propriedades são necessárias quando o poder de 
lubrificação e os aditivos antidesgaste não são tão eficientes que resistam sozinhos 
as pressões de corte muito altas. 
 
• Estabilidade do fluido: esta propriedade é necessária durante a estocagem para 
assegurar que o produto chegue homogêneo a área de corte. 
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Ana Paula J. Soares 9 
 
 
• Odores: é muito importante para fluidos de corte que haja ausência de odores 
fortes e/ou desagradáveis, pois, na operação de usinagem, grandes superfícies são 
expostas a atmosfera e o aquecimento durante a operação contribui ainda mais para 
o desprendimento de odores ao meio ambiente. 
 
• Precipitados: não é bom para o fluido de corte a formação de precipitadossólidos 
ou de qualquer outra natureza, pois o fluido deve garantir uma livre circulação no 
sistema. 
 
• Viscosidade: a viscosidade deve ser suficientemente baixa para assegurar a 
circulação do mesmo na máquina, para manter um jato de fluxo abundante na área 
de corte e permitir uma rápida decantação dos cavacos e de outros resíduos. Em 
alguns casos, porém, a viscosidade do fluido deve ser relativamente alta para que o 
mesmo possa exercer a sua função de lubrificante. 
 
• Transparência: é necessário e indispensável que o fluido de corte possua 
transparência para poder permitir que o operador observe a peça durante o corte. 
 
 
2.1.6. Aditivos utilizados em fluidos de corte 
 
São produtos químicos que, adicionados aos óleos, aumentam a eficiência dos 
mesmos reforçando-lhes e conferindo-lhes características necessárias às exigências das 
máquinas modernas (Petrobrás, 1999). 
 
• Emulsificantes: são produtos químicos utilizados na fabricação de fluidos de corte 
que conferem ao óleo mineral a propriedade de formar emulsões estáveis do tipo 
água em óleo ou óleo em água, nas quais o óleo mantém suas propriedades. 
 
• Anticorrosivos: são substâncias químicas adicionadas aos lubrificantes para evitar 
o ataque de contaminantes corrosivos as superfícies metálicas. Os agentes 
anticorrosivos podem ser produtos resultantes da própria oxidação do óleo, como 
também agentes externos contidos no ar atmosférico ou no caso de motores de 
combustão interna, ácidos formados na combustão. 
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Ana Paula J. Soares 10 
 
 
• Biocidas: reduzem o crescimento de microorganismos (bactérias, fungos e 
leveduras) em emulsões lubrificantes, evitando a rápida degradação do fluido, a 
quebra da emulsão, formação de subprodutos e a ocorrência de efeitos maléficos 
pelo contato do homem com as emulsões contaminadas. 
 
• Antiespumantes: são agentes químicos que previnem e reduzem a formação de 
espuma estável pela aglutinação das minúsculas bolhas de ar que se encontram na 
superfície do óleo, com a conseqüente formação de bolhas maiores, que em contato 
com o ar ambiente se desfazem com maior facilidade. 
 
 
2.2. Tensoativos 
 
2.2.1. Definição 
 
Os tensoativos são substâncias naturais ou sintéticas que possuem em sua 
estrutura uma parte lipofílica (ou hidrofóbica) e uma parte hidrofílica, responsáveis por 
sua adsorção nas interfaces líquido-líquido, líquido-gás ou sólido-líquido de um dado 
sistema (HUNTER, 1992). 
 
 Região Hidrofílica 
Região Hidrofóbica 
Figura 1 - Representação esquemática de uma molécula tensoativa. 
 
Devido as suas estruturas e propriedades, substâncias tensoativas em presença de 
água e de óleo adsorvem-se nas interfaces orientando-se de maneira que o grupo polar 
fique voltado para a fase aquosa e o grupo apolar para a fase oleosa, formando um filme 
molecular ordenado nas interfaces, que reduz as tensões interfaciais e superficiais 
(HUNTER, 1992). A estabilidade deste filme depende da natureza dos grupos 
hidrofílico e lipofilico. 
 
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Ana Paula J. Soares 11 
 
2.2.2. Classificação dos tensoativos 
 
Pode-se classificar os tensoativos segundo a natureza de seu grupo hidrofílico ou 
quanto a natureza da estrutura química. 
Quanto a natureza do grupo hidrofílico os tensoativos são classificados em: 
• Tensoativos iônicos: apresentam cargas elétricas na parte hidrofílica, ao se 
dissociarem em água, formando íons carregados negativamente (tensoativos 
aniônicos) ou positivamente (tensoativos catiônicos); 
• Tensoativos não-iônicos: esta classe de tensoativos não fornece íons em solução 
aquosa e a sua solubilidade em água se deve a presença, em suas moléculas, de 
grupamentos funcionais que possuem forte afinidade pela água; 
• Tensoativos biiônicos: geralmente os tensoativos zwiteriônico contêm tanto carga 
iônica quanto catiônica e são citados como tensoativos anfóteros. No entanto, este 
termo não pode ser utilizado como sinônimo de zwiteriônico, já que um tensoativo 
anfótero é aquele que, dependendo do pH, pode ser aniônico (pH entre 9 e 10) ou 
catiônico (pH de 4 a 9), ou biiônicos, também conhecidos como zwiteriônico. 
Portanto, pode-se dizer que são compostos cujas moléculas contêm ambos os tipos 
de grupos; 
 
Quanto à estrutura química dos tensoativos, estes são classificados em relação ao 
número de cadeias hidrocarbônicas em mono, bi e tricatenários clássicos e quanto ao 
número de cabeças polares e sua disposição na cadeia, em geminados, bolafomes e 
assimétrico com um ou mais centros quirais na cadeia polar. 
Esta classificação pode ser observada na Figura 2. 
 
 
 
Figura 2 - Classificação dos tensoativos segundo a estrutura química. (a) monocatenário, (b) bicatenário, 
(c) tricatenário, (d) gemiado, (e) bolaformes com cadeias simples e duplas e (f) assimétrico. 
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2.2.3. Propriedades dos tensoativos 
2.2.3.1. Formação de micelas 
 
As micelas são agregados moleculares, de tamanho coloidal, em equilíbrio com 
as moléculas a partir das quais são formadas (DelNunzlo, 1990 apud Araújo, 2004). 
Sua formação ocorre a partir de uma determinada concentração denominada 
Concentração Micelar Crítica (CMC), que em soluções aquosas os monômeros de 
tensoativos orientam-se preferencialmente na interface, de modo que as cabeças polares 
estejam direcionadas para a solução e as caudas apolares orientadas para o ar, reduzindo 
a tensão interfacial. À medida que se eleva a concentração de tensoativo no diluente, 
ocorre uma saturação da interface permitindo que os monômeros iniciem a formação 
espontânea das micelas, as quais encontra-se em permanente equilíbrio dinâmico. 
Existem dois tipos de micelas: as micelas diretas e as micelas inversas. As 
micelas diretas se formam na presença de solventes polares, onde a cabeça polar do 
tensoativo fica orientada para o meio polar, enquanto que a cauda apolar agrupa-se no 
interior da micela, evitando o contato com o diluente. Já as micelas inversas são 
formadas em solventes apolares com as cabeças hidrofílicas voltadas para o centro e 
cercada pelas caudas hidrofóbicas. 
 
2.2.3.2. Concentração Micelar Crítica 
 
A CMC é a concentração na qual os tensoativos promovem o processo de 
micelização. Sua determinação é realizada através de gráficos e baseia-se no fato de 
que, acima de determinadas concentrações, todas as propriedades físicas da solução, tais 
como condutividade elétrica, tensão superficial, dispersão da luz ou índice de refração, 
mudam bruscamente. Esta mudança é mais rápida quanto mais alto é o número de 
moléculas agregadas, ou seja, o número de micelas. 
Três fatores influenciam a Concentração Micelar Crítica: a natureza do 
tensoativo, a temperatura e a força iônica. Um aumento da parte hidrófoba da molécula 
diminui fortemente este valor, enquanto a natureza da parte hidrófila tem uma menor 
influência, quer para os tensoativos iônicos ou não iônicos. A elevação da temperatura 
para os iônicos ocasiona um aumento na CMC, enquanto para os não iônicos faz com 
que esta decresça. 
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2.3. Microemulsão 
 
2.3.1. Definição 
 
As microemulsão são sistemas auto-agregados em que o óleo e a água são 
homogeneamente misturados devido à presença de moléculas anfifílicas. São 
isotrópicas, com unidades estruturais típicas na escala do tamanho de 3-30 nanômetro, 
de que sua aparência transparente resulta. Diferem das emulsões convencionais não 
somente pelo seu tamanho estrutural muito menor, mas em particular por sua 
estabilidade termodinâmica, que rende sistemas muito interessantes enquanto permitem 
uma estabilização do abastecimento de água misturado do óleo, pela qual de outra 
maneira não podem ser conseguidos (Gradzielski, 2007).2.3.2. Estrutura das microemulsões 
 
Diversos tipos de estruturas podem existir, de acordo com a composição do 
meio. 
O modelo estrutural clássico de uma microemulsão consiste de um grande 
número de microgotículas dinâmicas monodispersas em interações. Como as emulsões, 
as microemulsões são classificadas em óleo em água (O/A), possuindo estrutura 
semelhante às micelas diretas, ricas em água, e água em óleo (A/O), semelhantes às 
micelas inversas, ricas em óleo e bicontinuas, na qual aproximadamente iguais volumes 
de água e de óleo existem. O tensoativo e o volume da fase ditam o tipo de 
microemulsão. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 - Representação de microemulsões (O/A, A/O e bicontinuas) 
 
 
 
Água
Óleo
Óleo
Água
Água
Óleo
Água
Óleo
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2.3.3. Sistemas de Winsor 
 
Winsor (1948) propôs uma classificação que define os vários equilíbrios 
existentes entre a microemulsão e as fases aquosa e oleosa. Em função dos equilíbrios 
foram estabelecidos quatro sistemas, representados na Tabela 2. 
 
Tabela 2 - Classificação de Winsor para sistemas microemulsiondos. 
 
Tipo Representação Descrição 
1 WI A microemulsão O/A encontra-se em equilíbrio com 
uma fase oleosa em excesso. 
2 WII A microemulsão A/O encontra-se em equilíbrio com 
uma fase aquosa em excesso. 
3 WIII É caracterizado por um sistema trifásico, onde a 
microemulsão está em equilíbrio com ambas as fases, 
aquosa e oleosa. 
4 WIV É um sistema monofásico, em escala macroscópica, 
constituído apenas por microemulsão. 
 
 
 
 
Figura 4 - Representação da classificação de Winsor em diagramas pseudoternários 
 
 
 
 
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2.3.4. Diagramas de representação das fases das microemulsões 
 
A representação das fases para sistemas microemulsionados é feita através de 
diagramas ternários e quaternários, de acordo com o número de constituintes (Figura 5). 
 
 
 
Figura 5 - Diagrama ternário (a) e diagrama quaternário (b) representando sistemas microemulsionados. 
 
O diagrama de fase ternário representa os sistemas a três constituintes, 
permitindo uma fácil localização da zona de microemulsão (representada pela área 
hachurada na Figura 5), enquanto que no sistema quaternário a região de microemulsão 
localiza-se no interior de um tetraedro. 
Com o objetivo de facilitar a determinação e representação dos sistemas 
quaternários, foram adotados diagramas pseudoternários (Figura 6), nos quais um dos 
vértices do triângulo representa uma relação constante de dois constituintes do sistema. 
 
 
 
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2.3.5. Parâmetros que influenciam no comportamento das regiões de 
microemulsão 
 
2.3.5.1. Temperatura 
 
O aumento da temperatura faz aparecer a fase óleo no sistema e aumenta o 
volume relativo, ao mesmo tempo que se tem uma redução e um conseqüente 
desaparecimento da fase aquosa. Isso pode ser explicado, pelo fato de o tensoativo 
contido no meio, com o aumento da temperatura, ter sua capacidade hidrofóbica 
reduzida e a hidrofílica elevada, fazendo com que o tensoativo solubilize mais 
facilmente a água, dissolvendo-a cada vez mais na microemulsão. 
 
2.3.5.2. Salinidade 
 
O aumento da salinidade faz com que as forças Coulombianas entre as cabeças 
polares das moléculas de tensoativos, reduzam a afinidade destas pela água, ao mesmo 
tempo em que a afinidade destas pelo óleo aumenta. 
 
2.3.5.3. Natureza do óleo 
 
O aumento da cadeia do hidrocarboneto ou a substituição por um grupo 
aromático provoca uma diminuição da região de microemulsão (Barros Neto, 1996). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CAPÍTULO 3 – METODOLOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. METODOLOGIA 
 
Neste Capítulo, são apresentados os reagentes, os solventes e os aditivos 
utilizados durante os procedimentos experimentais, bem como as metodologias 
empregadas na determinação das regiões de microemulsão e no estudo das propriedades 
físico-químicas das mesmas. 
 
3.1. Materiais e métodos 
 
No desenvolvimento deste trabalho utilizaram-se alguns reagentes e solventes 
necessários na caracterização físico-química das microemulsões. 
 
Tabela 3 - Reagentes e solventes utilizados 
Nome Origem Pureza (%) 
Acetona Vetec 99,5 
Álcool Isopropílico Dinâmica 99,5 
Biftalato de Potássio Vetec 99,9 
Hidróxido de Potássio Synth 85 
Hidróxido de Cálcio Vetec 95 
p-naftolbenzeína Acros 90 
Sulfato de Sódio Anidro Vetec 99 
Tolueno Vetec 99,5 
 
• Fase aquosa: água destilada 
• Fase oleosa: óleo mineral naftênico (NH -20), fornecido pela Lubrificantes e 
Derivados de Petróleo do Nordeste (LUBNOR PETROBRAS). A Tabela 5 
apresenta o resultado da caracterização físico-química desse óleo. As análises 
foram realizadas pela LUBNOR, segundo a metodologia padrão da American 
Society for Test Materials – ASTM D 1298. 
 
 
 
 
 
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Tabela 4 - Caracterização físico-química do óleo mineral naftênico (NH20). 
Característica Método Resultado Unidade 
Aparência 
Cor ASTM 
Viscosidade Cinemática 40º C 
Viscosidade Cinemática 100º C 
Ponto de Fulgor 
Ponto de Fluidez 
Índice de Acidez Total 
Cinzas 
Resíduo de Carbono Ramsbolton 
Corrosividade ao cobre 3H 100º C 
Densidade Relativa 20/4º C 
Enxofre Total 
Ponto de Anilina 
Carbono Aromático 
Carbono Naftênico 
Carbono Parafínico 
Água (Karl Fischer) 
Índice de Refração a 20º C 
Visual 
ASTM D1500 
ASTM D445 
ASTM D445 
ASTM D92 
ASTM D97 
ASTM D974 
ASTM D482 
ASTM D524 
ASTM D130 
ASTM D4052 
ASTM D4294 
ASTM D611 
ASTM D3238 
ASTM D3238 
ASTM D3238 
ASTM D1744 
ASTM D1218 
Límpida 
L O,5 
21,14 
3,608 
164,1 
-45 
0,01 
< 0,0010 
0,05 
1 
0,9023 
0,0580 
71,00 
14,1 
40,1 
15,9 
71 
1,4974 
 
 
cSt 
cSt 
ºC 
ºC 
mg K0H/g 
% massa 
% massa 
 
 
% massa 
ºC 
% 
% 
% 
ppm 
 
Fonte: LUBNOR 
 
3.2. Aditivos utilizados 
 
Os aditivos utilizados neste trabalho foram o emulsificante (Miracema), 
anticorrosivo (Miracema) e biocida (Miracema). 
 
As classes e propriedades dos aditivos estão descritas a seguir. 
 
• Emulsificante 
É um sulfonato de sódio de massa molar médio associado a estabilizantes de 
emulsões. 
 
 
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Ana Paula J. Soares 20 
 
Propriedades Físico – Químicas: 
- Aspecto: líquido transparente 
- Densidade a 25°C: 0,97 g/cm3 – 1,05 g/ cm3 
- Viscosidade a 40º C: 500 – 600 cSt 
- Índice de acidez.: 1,0 mgKOH/g 
- Ponto de Fulgor: 175 ºC 
 
• Anticorrosivo 
É um oleato de trihidroxietilamina que apresenta propriedades tensoativas e tem 
propriedades anticorrosivas. 
 
Propriedades Físico – Químicas: 
- Aspecto: líquido viscoso 
- Densidade a 25°C: 0,99 g/cm3 – 1,01 g/cm3 
- Viscosidade a 100º C: 160 – 200 cSt 
- Índice de acidez: 25 – 34 mgKOH/g 
- Ponto de Fulgor: 180 ºC 
 
• Biocida 
É um composto derivado de triazina, não contém metais pesados, fenóis, nem 
compostos arsênicos ou de mercúrio, tem odor leve e não irrita a pele humana. 
 
Propriedades Físico – Químicas: 
- Aspecto: líquido transparente 
- Densidade a 25°C: 1,14 g/cm3 – 1,16 g/cm3 
- Índice de Refração, 25 ºC: 1,460 – 1,465 
- pH Solução aquosa, 0,1%: 9,5 – 10,5 
- Ponto de Fulgor: 70 ºC 
 
3.3. Determinação das regiões de microemulsão 
 
O diagrama de fases representa um recurso utilizado na preparação de 
microemulsões com o objetivo de se obter uma solubilização máxima da fase dispersa. 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 21Inicialmente titulou-se a matéria ativa também conhecida por fase C/T ou a 
razão entre cotensoativo/tensoativo com a solução de fase aquosa, até atingir o ponto de 
solubilidade máxima (S), caracterizado por uma mudança no aspecto físico do sistema, 
passando de turvo para límpido, ou vice-versa (Figura 6). Em seguida, preparou-se um 
ponto (mistura dos componentes) de composição conhecida dos constituintes dentro da 
região monofásica do sistema pseudoternário, ponto (T), o qual foi considerado o 
titulante de todos os outros “pontos” dos binários FA + FO e C/T + FO. A partir de um 
balanço de massa foram determinados os pontos limites das curvas de solubilidades das 
regiões de Winsor, nos sistemas microemulsionados. 
 
Figura 6 - Diagrama da região de microemulsão 
 
3.4. Procedimento para escolha dos pontos nas regiões de microemulsão para 
posterior analise físico-química 
 
Selecionaram-se seis pontos dentro do domínio das regiões de microemulsão, 
utilizando como critérios: a quantidade de óleo utilizado no fluido de corte quando 
utilizado na forma de emulsão e com a menor quantidade de aditivos possíveis. 
Os pontos têm as seguintes características com relação à concentração do óleo: 
M1 – 5%, microemulsão rica em água 
M2 – 10%, microemulsão rica em água 
M3 – 15%, microemulsão rica em água 
M4 – 20%, microemulsão rica em água 
M5 – 25%, microemulsão parcialmente rica em óleo 
M6 – 30%, microemulsão parcialmente rica em óleo 
 
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Ana Paula J. Soares 22 
 
3.5. Caracterização físico-química 
3.5.1. Corrosão (ASTM D130) 
 
O ensaio de corrosão da lâmina de cobre foi desenvolvido para avaliar o grau 
relativo de corrosividade dos fluidos de corte microemulsionados obtidos nesse estudo. 
O equipamento utilizado para realização deste ensaio foi o Corrosividade (Modelo 
K39395 – Kaehler). 
 
 
Técnica (ASTM D130): 
 
Uma lâmina de cobre polida é imersa em 30mL de amostra e aquecida a uma 
temperatura de 100ºC, durante 3 horas. No final deste período, a lâmina de cobre é 
removida, lavada e comparada com as lâminas do conjunto Padrão ASTM D130, como 
mostra a Figura 5 e Tabela 8. 
 
 
Figura 7 - Lâminas do conjunto padrão ASTM D130. 
 
 
 
 
 
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Ana Paula J. Soares 23 
 
 
Tabela 5 - Classificação de lâminas de cobre quanto aos padrões de corrosão (ASTM D130). 
Classificação Designação Descrição 
Lâmina 
recém-polida 
 
1 Levemente manchada 1a – Alaranjado claro, quase igual ao da 
lâmina recém-polida 
 
 
 
2 
 
 
Moderamente manchada 
2a – Vermelho claro, 2b – Lilás 
2c – Multicor, com azul-lilás ou prata ou 
ambos, com fundo vermelho claro 
2d – Prateado 
2e – Bronze ou amarelo-ouro 
 
3 
 
Fortemente manchada 
 
3a – Nuances avermelhadas em bronze 
3b – Multicor, com vermelho e verde, porém 
sem nenhum cinzento 
 
 
 
4 
 
 
Corrosão 
4a – Preto transparente, cinza escuro ou 
castanho, com um escasso verde-pavão 
4b – Grafite ou negro fosco 
4c – Preto ou negro brilhante 
 
 
3.5.2. Densidade 
 
As medidas de densidade foram realizadas no Tensiômetro Krüss (Modelo 
K100), através do método de anel, durante 5/min, à temperatura ambiente. A medida 
utiliza o fato que, como resultado da flutuabilidade de um sólido em um líquido, o peso 
medido em um líquido é menor que aquele medido no ar. A massa do volume de líquido 
deslocado pela sonda de medição corresponde exatamente a diferença de peso. Se a 
densidade da sonda de medição é então conhecida, a densidade do líquido pode ser 
obtida através da pesagem diferencial. 
 
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Ana Paula J. Soares 24 
 
A equação para o cálculo é: 
 
� � ��� · 
���� 	 ���
����
 
Onde: 
ρl = densidade do líquido; 
ρmp = densidade da sonda de medição; 
Gmpa= peso da sonda de medição; 
Gmpl = peso da sonda de medição no líquido. 
 
3.5.3. Índice de acidez total 
 
O índice de acidez total (I.A.T) representa a quantidade de base, expressa em 
miligramas de hidróxido de potássio por grama de amostra, necessária para titular a 
amostra a um ponto final especificado, utilizando p-naftolbenzeína como indicador. 
Para a determinação do índice de acidez foi empregado o método do indicador, de 
acordo com a norma ASTM D974. 
 
Técnica (ASTM D 974): 
 
Em um erlenmeyer de 250 mL, colocou-se 2 gramas do fluido de corte. 
Adicionou-se 100 mL de solvente de titulação (solução tolueno e álcool isopropílico) e 
0,5mL de solução indicadora de p-naftolbenzeína. Titulou-se com solução de hidróxido 
de potássio 0,1M até o aparecimento da cor verde ou castanho-esverdeada. 
Realizou-se, também, uma prova em branco, colocando todos os reativos, exceto 
a amostra. 
 
Cálculo do I. A.T: 
�. 
. � �
�
 	 �� · � · 56,1
�
 
 
Onde: 
A é o volume de solução de KOH gasto com a titulação da amostra, em mililitros; 
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Ana Paula J. Soares 25 
 
B é o volume de solução de KOH gasto com a titulação de ensaio em branco, em 
mililitros; 
C é a concentração da solução-padrão de KOH, em mol/L; 
mé a massa da amostra, em gramas. 
 
3.5.4. Viscosidade 
 
As medidas de viscosidade foram realizadas empregando uma ampla faixa de 
cisalhamento (0 à 500 s-1). Tais medidas foram obtidas no equipamento Haake Mars, à 
temperatura de 40ºC, visto que é a temperatura utilizada nos fluidos de corte comerciais. 
As viscosidades das formulações foram avaliadas nos 11 ensaios. 
 
3.5.5. Estabilidade Acelerada 
 
O estudo da estabilidade acelerada foi realizado no equipamento de sedimentação 
(Modelo L.U.M – Lumisizer), em que resultados são obtidos através de um sistema 
óptico que está acoplado a uma centrífuga que trabalha em conjunto com um 
transmissor e um receptor de radiação na região do infravermelho próximo (NIR) 
capaz de registrar espectros de transmissão ao longo da cubeta, como mostra a Figura 8. 
O procedimento constituiu-se da adição de 0,5 mL da microemulsão, nas seguintes 
concentrações de óleo: 5%, 10%, 15%, 20%, 25% e 30%, com agitação, durante 4 
horas, à velocidade de 4000 RPM, na temperatura de 25ºC. 
 
 
Figura 8 - Princípio de medição do equipamento de sedimentação. 
 
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Ana Paula J. Soares 26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCURSSÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 27 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Neste capítulo são apresentados e discutidos os resultados experimentais obtidos 
no desenvolvimento de novos fluidos de corte miroemulsionados, envolvendo a 
caracterização físico-química dos mesmo. 
A primeira etapa do estudo envolveu a determinação das melhores regiões de 
microemulsão através da variação na razão cotensoativo/tensoativo, bem como a 
utilização do tensoativo sozinho e a substituição da fase aquosa (água) por uma solução 
contendo os aditivos. Tendo definidas as melhores regiões de micromulsão, foram 
escolhidos 6 pontos dentro dessas regiões e foi realizado a caracterização físico-
quimica. 
 
4.1. Determinação das regiões de microemulsão 
 
Inicialmente realizou um estudo de solubilidade dos aditivos na fase aquosa 
(água) e na fase oleosa (NH20). Em seguida variou-se a razão cotensoativo/tensoativo 
(C/T) nos seguintes valores (0,5, 1 e 1,5). Dentre as razões de cotensoativo/tensoativo o 
diagrama que resultou nas maiores região de microemulsão foi quando utilizou-se a esta 
no valor de 0,5. 
A Figura 9 apresenta o diagrama obtido para o sistema C/T=0,5, tendo como 
tensoativo o emulsificante e cotensoativo o anticorrosivo, fase aquosa água destilada e 
fase oleosa óleo mineral naftênico NH20. 
 
 
Figura 9 - Representação do Diagrama 1. 
Monografia - DEQ/UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 28 
 
A análise do diagrama 1 mostra que foram obtidas três regiões segundo a 
classificação de Winsor, sendo elas: Winsor I (WI) onde há um equilíbrio entre a fase 
microemulsionada e a fase oleosa, a região de emulsão e uma significativa região de 
Winsor IV (WIV) ou microemulsão, que é a região de interesse para este trabalho. 
Posteriormente estudou-se a determinação das regiões de microemulsão através 
da mudança da fase aquosa e a utilização do tensoativo puro. Esta variação da fase 
aquosa objetiva simular as quantidades de aditivos utilizados em novas formulações de 
fluidos de corte que são utilizados na forma microemulsionada. 
A Figura 10 apresenta o diagrama obtido para o sistema tendo como tensoativo o 
emulsificante, fase aquosa água uma solução de contendo (1% biocida, 2% 
anticorrosivo e 97% água destilada) e fase oleosa o óleo mineral naftênico NH20. 
 
 
 
Figura 10 - Representação do Diagrama 2. 
 
A análise do diagrama 2 mostra que também foram obtidas três regiões segundo 
a classificação de Winsor, sendo elas: Winsor II (WII) onde há um equilíbrio entre a 
fase microemulsionada e a fase aquosa em excesso, a região de emulsão e uma 
significativa região de Winsor IV (WIV) ou microemulsão. 
 
 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 29 
 
4.2. Escolha dos pontos para caracterização físico-química 
 
Selecionaram-se seis pontos dentro do domínio das regiões de microemulsão, 
utilizando como critérios: a quantidade de óleo utilizado no fluido de corte quando 
utilizado na forma de emulsão e com a menor quantidade de aditivos possíveis. 
 
• Pontos do diagrama obtido para o sistema C/T=0,5, tendo como tensoativo o 
emulsificante e cotensoativo o anticorrosivo, fase aquosa água destilada e fase 
oleosa óleo mineral naftênico NH20. 
 
 ME – 1 ME – 2 ME – 3 ME – 4 ME – 5 ME – 6 
Razão 
C/T 
22% 22% 20% 22% 23% 22% 
FA 73% 68% 65% 58% 52% 48% 
FO 5% 10% 15% 20% 25% 30% 
 
 
• Pontos do diagrama obtido para o sistema tendo como tensoativo o 
emulsificante, fase aquosa água uma solução de contendo (1% biocida, 2% 
anticorrosivo e 97% água destilada) e fase oleosa o óleo mineral naftênico 
NH20. 
 
 
 ME – 1* ME – 2 ME – 3 ME – 4 ME – 5 ME – 6 
Tensoativo 12,5% 18,5% 26% 28% 31% 32,5% 
FA 82,5% 71,8% 59% 42% 44% 32,5% 
FO 5% 10% 15% 20% 25% 30% 
 
*A microemulsão 1 (ME 1) foi descartada posteriormente porque apresentou baixa estabilidade para 
realização das analises físico-químicas, pois com o aumento da temperatura ocorria o aparecimento da 
região de Winsor I (microemulsão em equilíbrio com excesso de óleo). Isso pode ser explicado pela 
quantidade de tensoativo ser baixa e também pelo fato de o tensoativo contido no meio, com o aumento 
da temperatura, ter sua capacidade hidrofóbica reduzida e a hidrofílica elevada, fazendo com que o 
tensoativo solubilize mais facilmente a água, dissolvendo-a cada vez mais na microemulsão. 
 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 30 
 
4.3. Caracterização físico-química das microemulsões 
 
4.3.1. Corrosão 
 
O ensaio de corrosão da lâmina de cobre foi desenvolvido para avaliar o grau 
relativo de corrosividade dos fluidos de corte microemulsionados obtidos nesse estudo. 
O equipamento utilizado para avaliação deste ensaio foi o Corrosividade (Modelo 
K39395 – Kaehler). 
 
• Para o diagrama 1, tendo como tensoativo o emulsificante e cotensoativo o 
anticorrosivo, fase aquosa água destilada e fase oleosa óleo mineral naftênico 
NH20 obteve os seguintes resultados de corrosão: 
 
Tabela 6 - Valores do grau de corrosão das microemulsões do Diagrama 1. 
Amostra Grau de corrosão 
ME 1 1A 
ME 2 1A 
ME 3 1A 
ME 4 1A 
ME 5 1A 
ME 6 1A 
 
 
A Tabela 6 mostra que as microemulsões apresentaram valores de corrosão baixos 
em todas as amostras, podendo-se afirmar que o anticorrosivo utilizado como 
cotensoativo mostrou-se eficiente como inibidor de corrosão. 
 
• Para o diagrama 2, tendo como tensoativo o emulsificante, fase aquosa água 
uma solução de contendo (1% biocida, 2% anticorrosivo e 97% água 
destilada) e fase oleosa o óleo mineral naftênico NH20, obteve os seguintes 
resultados de corrosão: 
 
 
 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 31 
 
Tabela 7 - Valores do grau de corrosão das microemulsões do Diagrama 2. 
Amostra Grau de corrosão 
ME 2 1B 
ME 3 1B 
ME 4 1B 
ME 5 2B 
ME 6 2B 
 
4.3.2. Densidade 
 
As medidas de densidade foram realizadas no Tensiômetro Krüss (Modelo 
K100), através do método de anel, durante 5/min, à temperatura ambiente. 
• Para o diagrama 1, obteve os seguintes resultados de densidade: 
 
Tabela 8 – Resultados da densidade das microemulsões do Diagrama 1. 
Amostra Densidade (g/cm3) 
ME 1 1,00327 
ME 2 0,9975 
ME 3 0,99113 
ME 4 0,98584 
ME 5 0,98153 
ME 6 0,97509 
 
• Para o diagrama 2, obteve os seguintes resultados de densidade: 
 
Tabela 9 - Resultados da densidade das microemulsões do Diagrama 2. 
Amostra Densidade (g/cm3) 
ME 2 0,99826 
ME 3 0,99519 
ME 4 0,99052 
ME 5 0,98382 
ME 6 0,97814 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 32 
 
De acordo com as tabelas 8 e 9, é possível observar que não houve muita 
variação nos valores da densidade quando se compara uma microemulsão com a outra, 
para os dois diagramas, ou seja, a variação das concentrações dos componentes não 
influencia significativamente na densidade da mistura. 
 
4.3.3. Índice de acidez 
 
Para a determinação do índice de acidez foi empregado o método do indicador, 
de acordo com a norma ASTM D974. Os resultados obtidos encontram-se abaixo. 
 
• Para o diagrama 1, obteve os seguintes resultados de índice de acidez: 
 
Tabela 10 - Valores índice de acidez das microemulsões do Diagrama 1. 
Amostra Índice de acidez 
(mg de KOH/g) 
ME 1 3,07888 
ME 2 3,783534 
ME 3 3,083573 
ME 4 3,079341 
ME 5 3,219874 
ME 6 3,217465 
 
A Tabela 10 mostra que as microemulsões apresentaram valores baixos de índice 
de acidez, isso se deve a estrutura do anticorrosivo utilizado com cotensoativo pertencer 
à classe das aminas, que favorece uma baixa no índice de acidez. 
 
*Para o diagrama 2, não foi possível realizar essa analise, um vez que durante os ensaios, ocorreu a 
contaminação do indicador o p-naftolbenzeína, levando a erros na analise. Foi realizado o pedido desse 
reagente, porem não chegou no prazo de entrega dessa monografia. 
 
 
 
 
 
 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 33 
 
4.3.4. Viscosidade 
 
Os estudos de viscosidade foram realizados no equipamento da Haake Mars, 
onde a faixa de trabalho utilizada para a taxa de cisalhamento foi de 0 a 500 s-1 durante 
90 segundos a temperatura de 40°C. 
 
• Para o diagrama 1, obteve os seguintes resultados de viscosidade: 
Através da análise das Figuras 11 a 16 pode-se observar que o comportamento 
de todos os pontos estudados tem comportamento Newtoniano com exceção do ponto 
ME1. 
 
 
Figura 11 - Viscosidade da microemulsão (ME1). 
 
 
Figura 12 - Viscosidade da microemulsão (ME2). 
y = 0,107x + 20,41
R² = 0,660
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 50 100 150 200
Te
n
sã
o
 d
e
 C
is
al
h
am
e
n
to
Taxa de Cisalhamento
ME1 - 5 % de óleo
y = 0,064x + 2,852
R² = 0,989
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 50 100 150 200
Te
n
sã
o
 d
e
 C
is
al
h
am
e
n
to
Taxa de Cisalhamento
ME2 - 10% de óleo
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 34 
 
 
Figura 13 - Viscosidade da microemulsão (ME3). 
 
 
Figura 14 - Viscosidade da microemulsão (ME4). 
 
 
 Figura 15 - Viscosidade da microemulsão (ME5). 
y = 0,667x + 15,67
R² = 0,963
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 50 100 150 200
Te
n
sã
o
 d
e
 C
is
al
h
am
n
e
to
Taxa de CisalhamentoME3 - 15% de óleo
y = 0,551x + 8,497
R² = 0,985
0
20
40
60
80
100
120
140
0 50 100 150 200
Te
n
sã
o
 d
e
 C
is
al
h
am
e
n
to
Tensão de Cisalhamento
ME4 - 20% de óleo
y = 0,539x + 3,390
R² = 0,997
0
20
40
60
80
100
120
0 50 100 150 200
Te
n
sã
o
 d
e
 C
is
al
h
am
e
n
to
Taxa de Cisalhamento
ME5 - 25% de óleo
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 35 
 
 
Figura 16 - Viscosidade da microemulsão (ME6). 
 
A Tabela 11 apresenta os valores das viscosidades dos pontos estudados. 
Tabela 11 - Valores da viscosidade das microemulsões do Diagrama 1. 
Amostra Viscosidade (Pa.s) 
ME 1 0,107 
ME 2 0,064 
ME 3 0,667 
ME 4 0,551 
ME 5 0,539 
ME 6 0,365 
 
• Para o diagrama 2, obteve os seguintes resultados de densidade: 
 
Figura 17 - Viscosidade da microemulsão (ME2). 
y = 0,365x + 1,545
R² = 0,999
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 50 100 150 200
Te
n
sã
o
 d
e
 C
is
al
h
am
e
n
to
Taxa de Cisalhamento
ME6 - 30% de óleo
y = 0,063x + 8,685
R² = 0,975
0
10
20
30
40
50
0 100 200 300 400 500 600
Te
n
sã
o
 d
e
 C
is
al
h
am
e
n
to
Taxa de Cisalhamento
ME 2 - 10% de Óleo
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 36 
 
 
 
Figura 18 - Viscosidade da microemulsão (ME3). 
 
 
Figura 19 - Viscosidade da microemulsão (ME4). 
 
Figura 20 - Viscosidade da microemulsão (ME5). 
 
y = 0,122x + 42,86
R² = 0,656
0
20
40
60
80
100
120
0 100 200 300 400 500 600
Te
n
sã
o
 d
e
 C
is
al
h
am
e
n
to
Taxa de Cisalhamento
ME 3 - 15% de Óleo
y = 0,122x + 42,86
R² = 0,656
0
20
40
60
80
100
120
0 100 200 300 400 500 600
Te
n
sã
o
 d
e
 c
is
al
h
am
e
n
to
Taxa de Cisalhamento
ME 4 - 20% de Óleo 
y = 0,280x + 16,34
R² = 0,967
0
50
100
150
200
0 100 200 300 400 500 600
Te
n
sã
o
 d
e
 C
is
al
h
am
e
n
to
Taxa de Cisalhamento
ME 5 - 25% de Óleo 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 37 
 
 
Figura 21 - Viscosidade da microemulsão (ME6). 
 
A Tabela 12 apresenta os valores das viscosidades dos pontos estudados. 
 
Tabela 12 - Valores da viscosidade das microemulsões do Diagrama 2. 
Amostra Viscosidade (Pa.s) 
ME 1 0,107 
ME 2 0,064 
ME 3 0,667 
ME 4 0,551 
ME 5 0,539 
ME 6 0,365 
 
Através da análise das Figuras 17 a 21 pode-se observar que o comportamento 
de três microemulsões tem comportamento Newtoniano, e duas as microemulsões (ME3 
e ME4) apresentaram comportamento não Newtoniano. 
Através dos valores de viscosidade dos dois diagramas é possível observar que 
as microemulsões apresentaram valores médio de viscosidade, isso se deve a natureza 
dos componentes da microemulsão possuir viscosidade moderada. 
 
 
 
 
y = 0,271x + 8,592
R² = 0,991
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 100 200 300 400 500 600
Te
n
sã
o
 d
e
 C
is
al
h
am
e
n
to
Taxa de Cisalhamento
ME 6 - 30% de Óleo
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 38 
 
4.3.5. Estabilidade Acelerada 
 
O estudo da estabilidade acelerada foi realizado no equipamento de sedimentação 
(Modelo L.U.M – Lumisizer. O procedimento constituiu-se da adição de 0,5 mL da 
microemulsão, nas seguintes concentrações de óleo: 5%, 10%, 15%, 20%, 25% e 
30%, com agitação, durante 4 horas, à velocidade de 4000 RPM, na temperatura 
de 25ºC. 
Os resultados obtidos são os seguintes: 
• Para o diagrama 1, obteve os seguintes resultados de estabilidade: 
 
 ME 1 - 5% ME 2 - 10% 
 
 ME 3 - 15% ME 4 - 20% 
 
 ME 5 - 25% ME 6 - 30% 
 
Figura 22 – Curvas de porcentagem de transmissão em função da posição das microemulsões do 
diagrama 1. 
 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 39 
 
• Para o diagrama 2, obteve os seguintes resultados de estabilidade: 
 
 ME 2 – 10% ME 3 – 15% 
 
 ME 4 – 20% ME 5 – 25% 
 
 ME 6 – 30% 
 
Figura 23 - Curvas de porcentagem de transmissão em função da posição das microemulsões do 
diagrama 2. 
 
A análise das Figuras 22 e 23 permite observar que as microemulsões foram 
resistentes ao processo de centrifugação mostrando-se estável. Todos as microemulsões 
apresentaram comportamento semelhante da posição com a percentagem de 
transmitância. 
 
 
 
 
 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 40 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 5 – CONCLUSÕES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 41 
 
5. CONCLUSÕES 
 
A obtenção dos diagramas dos sistemas microemulsionados e o estudo de suas 
propriedades levaram as seguintes conclusões: 
 
• Ambos os diagramas apresentaram grandes regiões de Winsor IV ou 
microemulsão, que é a região de interesse para este trabalho. 
 
• Os pontos escolhidos para a análise físico-química apresentaram valores de 
corrosão baixos. Então pode-se afirmar que anticorrosivo utilizado como 
cotensoativo mostrou-se eficiente como inibidor de corrosão. Sendo essa 
propriedade necessária para proteger a peça, a ferramenta e os componentes da 
máquina operatriz contra a corrosão. 
 
• Com relação a densidade é possível concluir que não houve muita variação nos 
valores quando se compara uma microemulsão com a outra, para os dois 
diagramas, ou seja, a variação das concentrações dos componentes não 
influencia significativamente na densidade da mistura. 
 
• As microemulsões referentes ao diagrama 1 apresentaram valores baixos de 
índice de acidez sendo também um fator que comprova a eficiência do 
anticorrosivo utilizado. 
 
• Com relação a viscosidade os pontos escolhidos apresentaram valores um pouco 
alto. Em alguns casos, porém, a viscosidade do fluido deve ser relativamente alta 
para que o mesmo possa exercer a sua função de lubrificante. 
 
• A análise da estabilidade acelerada permite observar que as microemulsões 
foram resistentes ao processo de centrifugação mostrando-se estável. 
 
Finalmente, pode-se concluir que a realização deste trabalho levou a resultados 
satisfatórios, uma vez que se trata de um trabalho novo, podendo levar a estudos mais 
avançados para otimização das características das microemulsões. 
 
 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 42 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 6 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 43 
 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
ALVES, D.W.S. Novas formulações de lubrificantes a partir de óleos básicos regionais. 
2004. Monografia (Trabalho final de curso em Engenharia Química) – Centro de 
Tecnologia, Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio 
Grande do Norte, Natal. 
 
ARAÚJO, M. M. S. Estudo de quebra de emulsões de petróleo utilizando 
microemulsões e célula de desidratação eletrostática. 2004. Dissertação (Mestrado em 
Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Química, 
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Universidade Federal do Rio 
Grande do Norte, Natal. 
 
DELNUNZLO, M. J. Tensoativos e suas aplicações básicas: aerossol e cosméticos. 
1990, 14-22. 
 
GRADZIELSK, M. Recent developments in the characterisation of microemulsions. 
Current Opinion in Colloid e Interface Science. 2007. 
 
HUNTER, R. J. Intriduction to Modern Colloid Science. Oxford University Press, New 
York, 1992MUNIZ, C. A. S. Utilização de metodologia de planejamento experimental na 
otimização de novas formulações de fluidos de corte. 2005. Dissertação (Mestrado em 
Química) – Centro de Ciências Exatas e da Terra, Departamento de Química, 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal. 
 
MUNIZ, C. A. S. Novas Formulações de Fluidos de Corte: Otimização, Propriedade e 
Recuperação do Óleo Usado. 2008. Dissertação (Doutorado em Química) – Centro de 
Ciências Exatas e da Terra, Departamento de Química, Universidade Federal do Rio 
Grande do Norte, Natal. 
 
PETROBRAS DISTRIBUIDORA S.A Lubrificantes, Fundamentos e Aplicações, 
Volume I, 1999. 
Monografia - DEQ /UFRN/ Natal – RN PRH-ANP 14 
Ana Paula J. Soares 44 
 
 
RUNGE, P.R.F.; DUARTE, G.N. Lubrificantes nas Indústrias. Triboconcept Editora 
Ltda. Carapicuíba-SP. P. 73-105, 1990. 
 
SANTOS, A. V.; BEZERRA, A. A.; MACHADO, A.R.; HELLENO, A.L. Usinagem 
em altíssimas velocidades: como os conceitos HSM/HSC podem revolucionar a 
indústria metal-mecânica. São Paulo: Érica, 2003. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANEXO: 
RELATÓRIO DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
ESTÁGIO SUPERVISIONADO – DEQ0537 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO: 
ESTUDO E ACOMPANHAMENTO DAS UNIDADES DE 
PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL DO PÓLO INDUSTRIAL DE 
GUAMARÉ. 
 
 
 
 
 
 
 
Ana Paula Justino Soares 
 
 
Natal - RN 
2010 
 
 
 
Ana Paula Justino Soares 
 
 
RELATÓRIO DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO: 
ESTUDO E ACOMPANHAMENTO DAS UNIDADES DE PROCESSAMEN TO DE 
GÁS NATURAL DO PÓLO INDUSTRIAL DE GUAMARÉ. 
 
 
 
 
Relatório de estágio supervisionado apresentado 
junto ao Departamento de Engenharia Química 
da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 
como requisito parcial para obtenção do título de 
graduada em Engenharia Química. 
 
 
 
Orientadores: Prof. Jackson Araújo de Oliveira 
Eng. José Wellington de Paiva 
Supervisor: Eng. Fabrísio Campos Moreira 
Período: 1 de Abril de 2009 a 31 de Dezembro de 2009 
 
 
Natal - RN 
2010 
 
 
 
DEDICATÓRIA 
EstEstEstEsteeee relatório de estágiorelatório de estágiorelatório de estágiorelatório de estágio é dedicadé dedicadé dedicadé dedicadoooo:::: 
 
A DeusDeusDeusDeus por ter me ajudado em todos 
os momentos, por abrir caminhos e me 
guiar para as melhores escolhas. 
Dando-me força e sabedoria para 
superar todas as dificuldades 
encontradas. 
 
Aos meus pais Elizabeth Cristina J. Elizabeth Cristina J. Elizabeth Cristina J. Elizabeth Cristina J. 
Soares Soares Soares Soares e Francisco Costa SoaresFrancisco Costa SoaresFrancisco Costa SoaresFrancisco Costa Soares, que 
estão sempre do meu lado em todos os 
momentos da minha vida, pelo amor, 
educação, apoio e confiança que em 
mim depositaram. 
 
A minhas irmãs Elaine Elaine Elaine Elaine e MárciaMárciaMárciaMárcia, meu 
irmão Dagoberto Dagoberto Dagoberto Dagoberto e sua esposa KêniaKêniaKêniaKênia, 
pelo carinho e apoio em todos os 
momentos dessa caminhada. E aos 
meus sobrinhos. 
 
Ao meu amado namorado DavidDavidDavidDavid, que 
com muito carinho, compreensão e 
paciência, ajudou-me e incentivou-me 
a concluir esse trabalho. 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
A Deus, por ter me proporcionado a oportunidade de realizar este estágio e conclui-
lo. 
A minha família, em especial aos meus pais Francisco e Elizabeth, por terem 
confiado e acreditado em mim e hoje presenciarem a realização desse sonho. 
A todo o corpo docente do DEQ, pela dedicação em compartilhar conhecimentos 
para minha formação. Em particular a Profa. Dra. Tereza Neuma de Castro Dantas (DQ) 
e ao Prof. Dr. Afonso Avelino Dantas Neto (DEQ), pela orientação na minha iniciação 
científica, que contribuiu para o meu crescimento individual e profissional. 
A todos do PRH-14/ANP, pelo apoio e dedicação, em especial ao Prof. Romualdo 
Vidal, que me auxiliou na obtençã desse estágio. 
Aos meus amigos de graduação: Aécio, Artur, Ferré, Gilmar, Ítalla, Jairton, Rafael 
e Thomás por me ajudarem a atravessar a dificuldades encontradas durante o curso e pelos 
momentos divertidos que passamos. 
Ao meu orientador de estágio da UFRN, Prof. Dr. Jackson Araújo de Oliveira, por 
conduzir o desenvolvimento desse trabalho. 
Ao meu supervisor de estágio da Petrobras Engenheiro Fabrisio Campos Moreira 
por toda orientação e dedicação. 
Ao Engenheiro José Wellington de Paiva, Gerente da Unidade de Operação e 
Processamento de Fluidos do Pólo de Guamaré, por ter concedido a oportunidade de 
estágio na área de processo em uma empresa de referência internacional como é a 
Petrobras, e pelos valiosos conhecimentos compartilhados que muito contribuíram para 
minha formação prática de engenheiro. 
À Petrobras, pela oportunidade do estágio, por toda estrutura e suporte que 
contribuiu de forma grandiosa para o meu desenvolvimento profissional e pessoal, e por me 
 
 
 
aceitar de portas abertas, permitindo-me vivenciar na prática os conhecimentos adquiridos 
durante a graduação. Aos engenheiros de processamento Andressa, Auberan, Bagdonas, 
José Roberto e Max, que contribuíram para enriquecer meus conhecimentos durante o 
período de estágio. Em especial aos amigos da UTPF: Técia, Adriana, Wilka, Gabriela, 
Aninha, Claúdio e Jadna. E ainda aos supervisores e aos operadores do pólo industrial de 
Guamaré pela paciência e atenção dedicas ao esclarecer minhas dúvidas. 
A todos que foram citados acima, meu muito obrigado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................. 14 
2. DESCRIÇÃO DA EMPRESA ............................................................................ 16 
2.1 Petrobras .................................................................................................. 16 
2.2 Pólo Industrial de Guamaré ...................................................................... 17 
2.3 Datas Importantes .................................................................................... 19 
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................ 21 
3.1 Gás Natural .............................................................................................. 21 
3.2 Produção do Gás Natural ......................................................................... 25 
3.3 Condicionamento ou Tratamento do Gás Natural .................................... 26 
3.3.1 Desidratação ................................................................................................ 29 
3.3.1.1 Água no gás natural ....................................................................... 29 
3.3.1.2 Analisadores de umidade no gás natural ....................................... 30 
3.3.1.3 Hidratos .......................................................................................... 30 
3.3.2 Remoção de gases ácidos ................................................................. 32 
3.3.2.1 Seleção do Tratamento .................................................................. 33 
3.4 Processamento Primário do Gás Natural ................................................. 34 
3.5 Unidade de Processamento de Gás Natural ............................................ 36 
3.5.1 Escolha do Processo .......................................................................... 38 
3.5.2 Principais Indicadores de Rendimento de uma UPGN ....................... 39 
3.6 Descrição geral de tratamento e processamento de óleo e gás no Pólo de 
Guamaré............ ................................................................................................ 39